[发明专利]一种高强度高塑性铝合金板材及其制造方法

说明书

一种高强度高塑性铝合金板材及其制造方法，该铝合金板材化学成分质量百分为：0.7％≤Mg≤1.5％，0.7％≤Si≤1.5％，0.6％≤Cu≤1.2％，0.1％≤Mn≤0.5％，0.05％≤Fe≤0.5％，0.01％≤Ti≤0.15％，其余为Al和其他不可避免杂质，且需同时满足如下关系式：0.9≤Si％/Mg％≤1.5，1.5≤(Mg％+Si％)/Cu％≤3。本发明在制造时采用铸锭均匀化来消除或减少晶内偏析，促进非平衡结晶相的溶解及有利细小弥散相的均匀分布，制造的铝合金板材具有高强度和较好的延伸率。

技术领域

本发明涉及一种高强度高塑性铝合金板材及其制造方法。

背景技术

近年来，随着汽车保有量的逐年增长，能源消耗和环境污染问题日益严重。汽车轻量化被认为是汽车节能减排的有效措施之一。铝合金具有比强度高、成形性好、耐腐蚀性能优良、碰撞吸能性好、可回收利用等优点，是最受关注的汽车轻量化材料。目前，铝合金板材由于强度普遍低于高强钢，在汽车上主要应用于发动机罩、行李箱盖及车门等覆盖件，在强度要求较高的A柱、B柱、底盘、碰撞系统等汽车结构件和安全件上应用很少。

目前，汽车用铝合金板材主要为5xxx和6xxx系铝合金。5xxx系铝合金属于不可热处理强化铝合金，成本较6xxx系铝合金低，但是由于其在拉延成形时易产生StretcherStrain mark(即拉抻应变痕)，影响外观，主要用于覆盖件内板。6xxx系铝合金属于可热处理强化铝合金，成形性和耐腐蚀性能好，在成形后不会产生拉伸应变痕，且具有时效强化特性，在烤漆后强度和抗凹性能可进一步提高，广泛应用于覆盖件内外板。因为铝合金的回收价值很高，为便于汽车厂的废料回收，使用同一个系列的铝合金是汽车用铝合金发展的趋势，因此，开发汽车结构件用高强6xxx系铝合金具有很大的发展前景。

6xxx系铝合金的主要合金元素为Mg和Si，主要通过形成β-Mg₂Si相及其亚稳相(β’和β”)来实现析出强化，固溶淬火热处理时Mg和Si原子溶到铝基体中形成α-Al过饱和固溶体，此时铝板具有较低的屈服强度和较好的成形性能，然后汽车铝板再通过烘烤过程使得Mg和Si原子形成第二相粒子(主要为β”相)析出，通过时效强化来进一步提高合金的强度和抗凹性。在6xxx系铝合金中添加Cu元素可进一步提高强度。利用6xxx系铝合金可热处理强化的特性，可以通过优化成分和工艺开发出高强度高塑性铝合金，且有利于合金的回收利用。

中国专利CN101294255公开了一种汽车车身板用铝合金及其制造方法，其以6022铝合金为研究对象，在基体合金(成分为Si：0.8～1.5wt.％，Fe 0.05～0.20wt％，Cu 0.01～0.11wt％，Mn：0.02～0.10wt％，Mg：0.51～0.7wt％，Cr：0.1wt％，Zn：0.25wt％，Ti：0.15wt％)基础上添加0.01-0.2％的昂贵的稀土元素Ce，使烘烤硬化性能提高，即冲压前具有较低屈服强度和较高的塑性，利于冲压成形，烘烤硬化后屈服强度提升至～200MPa，仍不满足汽车结构件的强度要求。

日益发展的汽车制造工业亟需具有高强度高塑性且可以实现规模化大工业生产的铝合金材料及铝合金板材，以满足汽车轻量化的进一步需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度高塑性铝合金板材及其制造方法，该铝合金板材经固溶和预时效处理后具有较高的屈服强度(Rp_0.2：150-230MPa)和延伸率(A₅₀≥25％)，有利于汽车零件冲压成形，且成形后进行烤漆或短时人工时效即可进一步提高屈服强度，特别适用于汽车覆盖件内外板和结构件用铝合金。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：